坡屋面板屋脊线自动生成算法的研究

摘要

在建设工程项目中，参与项目的各方，无论是业主单位、施工单位都需对工程量进行计算，由于手工计算工程量的方法过程非常繁杂，计算重复性工作较大，计算的工作效率也非常低，所以传统的手工计算工程量的方法已经被工程量计算软件取代，工程量计算人员只需要通过算量软件进行建模，就可以快速得到建筑中所需要的工程量。工程量计算软件中的建模主要包括柱、梁、墙、板等构件，其中坡屋面板的建模方法非常复杂，现有的坡屋面板建模方法降低了工程量计算工作效率，所以找到一个能够高效、快速的坡屋面板建模方法已成为一个热门的研究课题，为了解决该问题，作者针对坡屋面板建模进行了深入地研究。
　　随着当代建筑在美观以及排水构造的需求下，很多建筑采取了坡屋面的结构形式，所以在进行工程量建模时，常常都需要建立坡屋面板模型，现在算量软件中有的坡屋面板建模的方法，只能将CAD线段进行修剪画入屋脊线，其过程非常复杂，屋脊线画入平台中后，再根据屋脊线画出屋面板，最后调整屋面板坡度，通过该方法建模过程非常浪费时间，并且容易出错。因此本文以工程量计算软件中坡屋面板建模为背景，根据实际工程中坡屋面板的特点，提出了自动生成坡屋面板的方法。
　　(1)提取外边界的交点，交点即为斜屋脊线的起点，为了保证坡屋面板坡度一致，斜屋脊线的方向为角平分线方向，计算出屋脊线的长度，即能找到终点坐标，从而得到这条屋脊线。
　　(2)为了保证同一方向的斜屋脊线不重叠，对斜屋脊线进行修剪，修剪过后将终点相同的斜屋脊线生成三角形斜板，再由该交点生成等高屋脊线。
　　(3)寻找与等高屋脊线终点相同坐标的斜屋脊线，通过该交点再生成等高屋脊线，并将封闭的多边形生成坡屋面板。
　　(4)为了保证生成等高屋脊线的正确性对等高屋脊线进行修剪，修剪完成后再寻找与等高屋脊线终点相同的斜屋脊线，将围成封闭的多边形生成坡屋面板。
　　(5)进入循环生成等高屋脊以及坡屋面板线直至只剩一根，将最后这根屋脊线进行修剪，并汇交于一点，至此全部屋脊线已生成。
　　(6)最后将屋脊线与外边界围成的封闭多边形生成坡屋面板，得到三维的坡屋面板模型，通过模型就能进行工程量计算，从而快速得到坡屋面板的工程量。
　　将该计算机算法通过VC++6.0进行编译，并在维锦真三维软件平台上对该算法进行调试，论文对算法的实现步骤进行了详细叙述，通过工程实例对算法进行测试分析，测试结果表明：
　　(1)本文所述的算法适用于实际建筑工程中坡屋面板的建模。
　　(2)算法提高了坡屋面板三维建模的效率。
　　(3)通过该算法建立模型可准确计算出所需要的工程量。
　　最后论文对算法进行了总结，并提出了进一步的研究方向。

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主要符号说明

第一章 绪论

1.1 本文的选题背景及研究意义

1.2 国内外相关研究概况

1.3 本文研究的主要工作

1.4 本文的组织安排

第二章 坡屋面板以及屋脊线的特点

2.1 坡屋面的特点

2.2 屋脊线的特点

第三章 坡屋面板屋脊线自动生成算法

3.1 坡屋面板屋脊线自动算法

3.2 斜屋脊线的自动生成

3.3 自动生成等高屋脊线并生成三角形斜板

3.4 由等高屋脊线生成坡屋面板并修剪

3.5 循环修剪生成最终屋脊线

3.6 生成全部坡屋面板

第四章 案例分析与讨论

4.1 维锦真三维软件平台简介

4.2 实例一

4.3 实例二

4.4 实例三

第五章 总结

5.1 文章回顾

5.2 算法小结

5.3 工作展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢